- •Оглавление
- •1. Общие методические указания по выполнению
- •2. Правила безопасности при работе в лабораториях
- •11.3. Методика выполнения лабораторной работы и обработки результатов………………………………………………………... 71
- •Предисловие
- •Введение
- •Общие методические указания по выполнению лабораторных работ
- •2. Правила безопасности при работе в лабораториях кафедры «энергообеспечение предприятий»
- •2.1. Общая характеристика лабораторных стендов
- •Инструкция по технике безопасности
- •3. Определение теплоты сгорания жидкого топлива
- •3.1. Основные понятия
- •Состав и теплота сгорания керосина
- •3.2. Принцип действия и устройство калориметра
- •3.3. Подготовка калориметра к работе
- •3.4. Основной опыт
- •3.5. Обработка результатов
- •Определение теплоты сгорания жидкого топлива
- •Контрольные вопросы
- •Определение технических характеристик твердого топлива
- •4.1. Определение влажности
- •Определение внешней влаги каменного угля
- •Определение гигроскопической влаги каменного угля
- •Определение влажности аналитической пробы угля
- •Определение влажности рабочей массы угля
- •4.2. Определение выхода летучих веществ
- •Определение выхода летучих веществ из угля
- •4.3. Определение зольности топлива
- •Определение зольности угля
- •Контрольные вопросы
- •5. Подготовка питательной воды
- •5.1. Схема водоподготовительной установки
- •5.2. Солевой баланс котла
- •Определение продувки котла и потерь теплоты с продувочной водой
- •5.3. Методика выполнения лабораторной работы
- •Контрольные вопросы
- •6. Технические характеристики и конструкция котла
- •6.1. Основные сведения
- •Основные технические характеристики котла де-10-14гм
- •6.2. Конструктивное исполнение поверхностей нагрева
- •6.3. Водопаровой тракт котла
- •Каркас, обмуровка и тепловые перемещения и очистка поверхностей нагрева котла
- •6.5. Методика выполнения лабораторной работы
- •Контрольные вопросы
- •7. Газоснабжение котельной установки
- •7.1. Схема газорегуляторного пункта
- •7.2. Схема подачи газа в котел
- •7.3. Методика выполнения лабораторной работы
- •Параметры работы системы газоснабжения котельной
- •Контрольные вопросы
- •8. Подача в топку воздуха и отвод дымовых газов
- •8.1. Схема газовоздушного тракта котла
- •8.2. Методика выполнения лабораторной работы
- •Параметры газовоздушного тракта котла
- •Контрольные вопросы
- •9. Тепловосприятие поверхностей нагрева и расчетная паропроизводительность котла
- •9.1. Определение тепловосприятий поверхностями нагрева котла
- •Средние объемные теплоемкости компонентов дымовых газов, [кДж/(м3к)]
- •9.2. Определение температурных напоров
- •9.3. Определение паропроизводительности котла
- •9.4. Определение удельного расхода условного топлива
- •9.5. Методика выполнения лабораторной работы
- •Определение тепловосприятия поверхностями нагрева топки за счет теплообмена излучением
- •Определение средней объемной теплоемкости и действительного объема дымовых газов на выходе из топки
- •Определение перепадов температур и удельных тепловосприятий поверхностями нагрева котла
- •Окончание табл. 19
- •Определение температурных напоров в поверхностях нагрева котла
- •Определение расхода насыщенного пара, вырабатываемого котлом
- •Окончание табл. 21
- •Определение расхода условного топлива
- •Контрольные вопросы
- •10. Теплопередача в водяном экономайзере
- •10.1. Тепловой баланс водяного экономайзера
- •10.2. Экспериментально-расчетное исследование теплопередачи
- •В экономайзере
- •Тепловой баланс водяного экономайзера Марка ___________, № ______________
- •Теплопередача водяного экономайзера Марка ___________, № ______________
- •Контрольные вопросы
- •11. Балансовые испытания парового котла
- •11.1. Тепловой баланс котла
- •11.2. Определение кпд котла брутто и нетто
- •Методика выполнения лабораторной работы и обработки результатов
- •Определение потерь теплоты котлом
- •Окончание табл. 26
- •Кпд котла брутто и нетто
- •11.4. Анализ результатов лабораторной работы
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
Определение зольности угля
Наименование параметра |
Обозн. |
Ед. измер. |
Числ. значение |
Температура в муфельной печи |
t |
C |
815±10 |
Время нагрева |
τ |
мин |
30 |
Максимальный размер частиц воздушно-сухой пробы |
d |
мкм |
200 |
Масса пустого тигля с крышкой |
m1 |
г |
|
Масса тигля с крышкой и пробой до нагревания |
m2 |
г |
|
Масса тигля с крышкой и остатком после нагревания |
m3 |
г |
|
Зольность аналитической пробы |
Aа |
% |
|
Зольность сухой массы |
Ac |
% |
|
Зольность аналитической пробы
Аa = (m3 – m1) 100 / (m2 - m1) ,
где m1 - масса тигля с крышкой; m2 - масса тигля с крышкой и пробой; m3 - масса тигля с крышкой и золой.
За результат берется среднее арифметическое двух параллельных определений, который записывают с точностью до 0,1%.
Зольность сухой массы
Ас = Аa 100 / (100 - Wh),
где Wh - влажность воздушно-сухого топлива.
Контрольные вопросы
Охарактеризуйте элементный состав топлив.
Какие виды влаги содержит топливо?
3. Как определяют содержание внешней и гигроскопической влаги в топливе?
Что представляет собой выход летучих веществ и как его определяют экспериментально?
Что называется золой? Как определяют зольность топлива?
Ключевые слова: аналитические весы, аналитическая влажность, внешняя влага, выход летучих, гигроскопическая влага, проба топлива, зольность, энергетическое топливо, элементный состав топлив.
5. Подготовка питательной воды
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
Цель работы – изучение системы подготовки питательной воды отопительной котельной, определение величины непрерывной продувки и потерь теплоты с непрерывной продувкой котла.
5.1. Схема водоподготовительной установки
Схема водоподготовительной установки представлена на рис. 2 и включает в себя осветление (удаление взвешенных частиц), умягчение, снижение щелочности и удаление из воды растворенных газов (прежде всего О2 и СО2).
Крупные взвешенные вещества уделяют отстаиванием, мелкие – фильтрацией через песок, дробленую мраморную крошку и др. Для укрупнения взвешенных веществ воду перед фильтрованием обрабатывают коагулянтом, в качестве которого используют FeSO4, FeCl2, Al2(SO4)3 и др.
Умягчают воду (т.е. снижают ее жесткость путем удаления из воды катионов Са2+ и Mg2+) обычно методом катионного обмена. Для этого воду пропускают через катионитовые фильтры, заполненные сульфоуглем, насыщенным катионами Na+ (NH+ или Mg2+). В результате ионообменной реакции катионы солей жесткости задерживаются материалом фильтра, а вода получает катионы, не являющиеся накипеобразователями. Для восстановления утраченных ионообменных свойств катионит подвергают регенерации слабым раствором NaCl (H2SO4 или NH4Cl в зависимости от вида ионного обмена).
Рис. 2. Схема водоподготовительной установки:
1-солерастворитель; 2,3-катионитовые фильтры; 4-теплообменник; 5-дырчатые листы (тарелки); 6-деаэратор; 7-питательный насос; трубопроводы: I–добавочной воды; II–умягченной воды; III-удаления парогазовой смеси; IV-возвращаемого конденсата; V-пара; VI-питательной воды; VII-слива в дренаж
Различают общую, карбонатную и некарбонатную жесткость воды. Общая жесткость характеризуется суммарной концентрацией ионов Ca2+ и Mg2+, карбонатная – присутствием бикарбонатов Са(НСО3)2 и Mg(HCO3)2, некарбонатная – наличием всех остальных солей кальция и магния (CaSO4, Mg SO4, CaCl2, MgCl2 и др). Карбонатную жесткость называют временной, т.к. при кипячении бикарбонаты разлагаются с вы- делением твердых остатков СаСО3, Mg(OH2) и СО2. Некарбонатную жесткость называют постоянной, т.к. простым кипячением разложить образующие ее соли не удается. Жесткость измеряют в мг-экв/кг1 или мкг-экв/кг.
С целью поддержания в котловой воде концентрации солей ниже критической, при которой начинается их выпадение в твердом виде, применяют продувку котла. Непрерывная продувка из нижнего барабана, в котором образуется наибольшая концентрация солей, обеспечивает поддержание в котловой воде допустимой по нормам концентрации солей. Количество продувочной воды составляет ~ 5…6% от производительности котла.
С увеличением щелочности воды наблюдается вспенивание воды в барабанах и возможен унос пены с паром. Снижение щелочности воды может достигаться путем пропускания воды через фильтры, загруженные анионитом (например, АН-2Ф). Na-катионит и анионит часто загружают в один фильтр, поскольку их регенерация ведется одним и тем же раствором NaCl. Это позволяет одновременно умягчить воду и снизить ее щелочность, т.к. катионы Ca2+ и Mg2+ замещаются катионами Na+, а ионы НСО3¯ и SO42¯ – хлоридным анионом Сl¯. Целесообразность использования такой схемы определяется технико-экономическими расчетами.
Кремнийсодержащие накипи и отложения CaSiO3, MgSiO3, FeSiO3 и др. образуются на поверхностях нагрева с высокими тепловыми нагрузками, что характерно для энергетических котлов. Поэтому специальная обработка воды от кремнийсодержащих соединений в рассматриваемой котельной с исследуемым котлом не производится.
Вода, забираемая из рек и водоемов, может содержать железо в виде коллоидных соединений, которые удаляют путем коагуляции, известкования или хлорирования. Вода из артезианских скважин, содержащая Fe(HCO3)2, очищается путем фильтрования через кварцевый песок с пленкой из окислов железа.
Растворенные в воде газы удаляются путем термического деаэрирования. Известно, что массовая концентрация каждого из растворенных в воде газов, пропорциональна его парциальному давлению над поверхностью воды. При кипении эти парциальные давления стремятся к нулю, т.к. давление пара практически равно полному давлению над кипящей водой. Поэтому в деаэратор подводят пар, а для увеличения площади соприкосновения воды с паром вода стекает в виде струй или тонкой пленки. Вода нагревается до кипения, растворенные газы удаляются через патрубок, установленный в верхней части деаэрационной колонки.
В деаэраторах атмосферного типа поддерживается давление 0,115 – 0,12 МПа, что соответствует температуре насыщения 103-104ºС. Такие деаэраторы применяют в котельных низкого и среднего давления, они обеспечивают полное удаление О2 и резко снижают содержание СО2 в питательной воде.
Основным видом кислородной коррозии трубной системы и барабанов котлов являются язвы, закрытые окислами железа. Продукты коррозии черного цвета за счет магнетитов Fe3O4, прочно связанные с металлом, образуются в процессе работы котлов. Окислы железа рыжего цвета, легко удаляющиеся с поверхности металла, обычно образуются при кислородной коррозии во время простаивания котлоагорегатов.
Из-за кислородной коррозии в торцах барабанов и других застойных зонах котлов, где скапливается шлам, могут образоваться раковины глубиной 1 и более мм.
Содержание СО2 в паре приводит к интенсивной коррозии конденсатопроводов.